Mesure de l'épaisseur résiduelle des rails en cuivre dans les usines de Schmidt groupe (propriétaire des marques "Cuisine Schmidt" et "Cuisinella"). La technique non destructive des courants de Foucault a été utilisée. Son efficacité est supérieure à celle des ultrasons pour les faibles épaisseurs (inférieures à 0,6 mm). Le produit a été développé par Sciensoria (www.sciensoria.fr).

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SCIENSORIA
NOTE D’APPLICATIONS AN160105
La mesure de l’épaisseur de métal :
une application importante du Z­Scope™,
l’appareil de contrôle non destructif par courants de Foucault
de Sciensoria
Pour Sciensoria, l’année 2015 a été marquée par de nombreuses réalisations dans le domaine de la
mesure non destructive de l’épaisseur par courants de Foucault.
En janvier, un système de courants de Foucault multifréquences Conducsens™ a été livré à Alstom
Power, devenue depuis peu General Electric Power. Ce système permet la mesure de l’épaisseur de
structures réalisées par impression 3D. Rappelons que les structures imprimées en 3D sont très
granuleuses tant à la surface qu’en profondeur, leur épaisseur est très difficile à mesurer par les
méthodes classiques comme les ultrasons. Conducsens™ est composé d’éléments transportables :
un analyseur d’impédance multifréquences, un ordinateur portable ou une tablette Windows, et une
sonde à courants de Foucault fournie spécialement par Sciensoria.
Vient ensuite une réalisation réellement mobile destinée à Schmidt groupe, le groupe propriétaire des
très célèbres marques de cuisine « Cuisine Schmidt » et « Cuisinella ». Schmidt groupe possède des
usines basées en Alsace, à l’est de la France. En avril 2015, M. Arnaud KIEFFER, en charge de la
maintenance dans l’une des usines de Schmidt groupe a contacté Sciensoria pour trouver une
solution pour la mesure de l’épaisseur résiduelle des rails en cuivre. Dans chaque usine de groupe
Schmidt, un système de centaines de mètre de rails en cuivre parcourent les ateliers alimentant
électriquement des chariots mobiles autoportés munis de collecteurs en graphite qui fournissent les
panneaux pour les machines d’usinage. A cause du frottement répété, les rails s’usent et perdent leur
matière. Des rails très usés provoquent mauvais contacts et arrachements de collecteurs, des
incidents techniques pouvant entraîner un arrêt de production d’une durée minimum de 4h.
Le profil d’un rail de Schmidt groupe est illustré figure 1. Il s’agit d’un U inversé emboîté dans une
gaine en plastic jaune. Le fond du U est la partie exposée à l’usure. Pour y accéder, on dispose d’une
petite gorge de 4­mm de largeur. Cette largeur est peu accessible pour la plupart des capteurs
conventionnels. De plus, le fond du U est légèrement incurvé, ce qui complique le contact et la
transmission d’ultrasons ou d’ondes électromagnétiques.
Figure 1. Profile d’un rails en forme de U inverse de Schmidt groupe

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Figure 2 – L’appareil à courants de Foucault Z­Scope de Sciensoria
Une approche initiale de Schmidt groupe est d’utiliser un appareil de mesure d’épaisseur par ultrasons
fabriqué aux Etats­Unis pour mesurer l’épaisseur résiduelle des rails. Malheureusement, la méthode
des ultrasons n’est pas assez sensible pour les faibles épaisseurs : l’écho ultrasonore revient trop vite.
Par conséquent la mesure du temps de parcours n’est pas assez précise. Pour l’application de
Schmidt groupe, l’appareil reste bloqué à une valeur fixe, 0,6 mm, quelque soit l’épaisseur inspectée.
Il n’est donc pas utilisable.
En mesure de l’épaisseur, les utilisateurs pensent souvent d’abord aux ultrasons, mais il y a une limite
à cette méthode : la méthode des ultrasons est utilisable uniquement pour les fortes épaisseurs. Pour
les faibles épaisseurs, elle est imprécise. Par ailleurs, utiliser les ultrasons implique l’obligation de
répandre un liquide couplant entre la sonde et la surface de travail avant la mesure. Ceci ralentit
fortement le processus de contrôle.
La méthode des courants de Foucault est le complément idéal des ultrasons : cette méthode est très
précise pour les faibles épaisseurs. De plus, elle est insensible aux poussières, huile et autres
impuretés présentent sur les rails. On sait que ceux­ci sont souvent couverts d’une couche de
poussières de graphite laissées par les électrodes. Le positionnement de la sonde à courants de
Foucault est de plus très facile : une petite inclinaison de la sonde, ou un faible décollement de la
surface de mesure n’a aucune influence sur la lecture du résultat. Cette caractéristique est
appréciable quand un opérateur doit contrôler des centaines de mètres de rails en un temps court.
Sciensoria a proposé à Schmidt groupe un petit appareil portable qui se tient dans une main : le
Z­Scope v62. Cet appareil est alimenté par le port USB d’un ordinateur portable fonctionnant sous
Windows XP, 7, 8 ou 10, sur lequel est installé le logiciel de pilotage et de mesure. Ce logiciel, très
simple d’utilisation, peut être maîtrisé en une demi­heure avec l’assistance au téléphone d’un
technicien de Sciensoria. Le résultat de mesure est présenté sous formes numérique et graphique. Il y
a même un avertisseur visuel en cas de sous­épaisseur critique, un avertisseur sonore est en cours
d’implantation.
Maitrisant complètement la chaîne de mesure, depuis l’électronique de mesure, la programmation de
logiciel, jusqu’à la réalisation de sondes à courants de Foucault, Sciensoria a réalisé une sonde à
courants de Foucault spéciale ayant une épaisseur de plus de 3 mm pour entrer dans la gorge offerte
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par le rail. Elle est composée de bobinages fins et enrobée par une résine haute résistante. Au bout
de plusieurs mois de fonctionnement sur les centaines de mètres de rails en cuivre de Schmidt
groupe, elle n’a montré aucune faiblesse. Une nouvelle réalisation industrielle est née !
Figure 1. Mesure de l’épaisseur résiduelle de rails cuivre dans une usine de Schmidt Groupe.
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Figure 2. Mesure de l’épaisseur résiduelle de rails cuivre dans une usine de Schmidt Groupe.
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